流量儀表 (英文:flowmeter) 又常被稱作流量計(jì), 目前我們常用的流量儀表主要有電磁流量計(jì)、渦街流量計(jì)、浮子流量計(jì)、超聲波流量計(jì)以及渦輪流量計(jì)等。流量儀表主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、能源計(jì)量、生物技術(shù)以及海洋氣象等領(lǐng)域, 對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了舉足輕重的作用。

  一般而言, 流量儀表的出廠度都是在標(biāo)準(zhǔn)工作條件下得出的, 而實(shí)際使用時(shí)的條件往往與標(biāo)準(zhǔn)工作條件有很大的差距。在實(shí)際使用過程中, 流量儀表的傳感器會(huì)經(jīng)常與流體介質(zhì)相互接觸, 由于受流體的腐蝕、粘附、磨損以及氣壓等因素的影響, 其度就會(huì)不可避免地發(fā)生變化甚至失效。

  電磁流量計(jì)的工作原理是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定理, 由于傳感器的管道流通面積會(huì)對測量值產(chǎn)生影響, 因此, 當(dāng)流體介質(zhì)的壓力溫度不同于標(biāo)準(zhǔn)工作條件時(shí), 因流通面積的不同而造成儀表讀數(shù)的改變可以計(jì)算出來, 否則要產(chǎn)生一定的誤差。實(shí)踐中我們可以看到, 這種儀表對直管段的要求比較低, 使用者只需按照產(chǎn)品說明書使用即可。一般而言, 這種儀表所測量的大多是工作狀態(tài)下的體積流量, 如果需要測量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量, 則需要進(jìn)行密度補(bǔ)償。

  容積式流量計(jì)在實(shí)際工作過程中所引起的誤差, 主要是由于流體介質(zhì)的溫度和壓力對計(jì)量腔體積產(chǎn)生的影響而引起。當(dāng)知道計(jì)量腔體的材質(zhì)后, 就能夠計(jì)算出其體積的變化, 進(jìn)而可以根據(jù)實(shí)際需要對顯示儀表的讀數(shù)進(jìn)行修正。從實(shí)踐來看, 由于流體的粘度對流量儀表的讀數(shù)也會(huì)產(chǎn)生影響, 因此要根據(jù)流量儀表的說明書進(jìn)行全面的考慮。一般而言, 直管段的長度不會(huì)對流量儀表的度產(chǎn)生影響, 這是該類流量儀表***為突出的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的容積式儀表上顯示的是流體在工作狀態(tài)下的體積流量, 而現(xiàn)在的新型流量計(jì)大多都使用了智能型的顯示儀表, 并對其密度進(jìn)行了自動(dòng)補(bǔ)償。

  一般而言, 渦輪流量計(jì)對實(shí)際現(xiàn)場的條件要求比較高, 使用者只有盡可能地滿足其要求, 才能保證它的出廠度。當(dāng)流體介質(zhì)的溫度和壓力與標(biāo)準(zhǔn)工作條件相差甚遠(yuǎn)時(shí), 可以根據(jù)傳感器的材質(zhì)與溫度、壓力計(jì)算出傳感器殼體的體積變化, 進(jìn)而對儀表的讀數(shù)進(jìn)行修正。當(dāng)流體介質(zhì)工作狀態(tài)下的粘度和標(biāo)準(zhǔn)流體的粘度差距比較大時(shí), 應(yīng)當(dāng)根據(jù)儀表生產(chǎn)廠提供的粘度修正曲線圖加以修正。從實(shí)踐來看, 渦輪流量計(jì)對其上、下游直管段的長度都有一定要求。該類儀表上顯示的是介質(zhì)工作條件下的體積流量, 如果想知道標(biāo)準(zhǔn)體積流量或者質(zhì)量流量, 仍需進(jìn)行密度補(bǔ)償。由于渦輪流量計(jì)的測量度比較高, 因此常被用作標(biāo)準(zhǔn)表對工作儀表進(jìn)行標(biāo)定。

  通常情況下, 流量儀表的實(shí)際工作環(huán)境都比較差, 使用一段時(shí)間后, 其度一般都會(huì)出現(xiàn)不同程度的下降, 以下針對不同類型的流量儀表分別進(jìn)行說明。

  電磁流量計(jì)通常是由傳感器和轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的, 一般情況下其工作可靠性較強(qiáng)。但經(jīng)過長期的使用后, 其度也會(huì)下降甚至失去功效。一般而言, 如果儀表所顯示的數(shù)值與流體物料的平衡規(guī)律明顯不相符或者根本沒有顯示數(shù)值時(shí), 可以先將傳感器與轉(zhuǎn)換器斷開, 單獨(dú)用“自校”功能對轉(zhuǎn)換器進(jìn)行檢查, 若發(fā)現(xiàn)問題, 可以采用“換印刷板”的方法對其逐一排查, 或者干脆換一新的轉(zhuǎn)換器, 以保持其正常工作。經(jīng)過上述檢查后, 如果確定不是轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)的故障, 則就要檢查傳感器。
  由于流量計(jì)長時(shí)間工作在高溫、高壓力的環(huán)境下, 或者安裝時(shí)對測量管造成了較大的機(jī)械應(yīng)力, 使測量管的襯里遭到嚴(yán)重的損壞, 進(jìn)而導(dǎo)致電極絕緣層破壞或勵(lì)磁線圈絕緣層破壞, 儀表顯示的數(shù)值誤差增大或者根本不顯示數(shù)值。在這樣的情況下, 就必須將傳感器拆下來并對其進(jìn)行徹底的修理。

  從產(chǎn)生流量儀表變化的原因來看, 容積式流量計(jì)與渦輪流量計(jì)基本上相同。從實(shí)踐來看, 介質(zhì)中一般都有雜質(zhì), 并且對軸承和軸要產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損, 雜質(zhì)進(jìn)入軸承與軸要之間的空隙中會(huì)影響其轉(zhuǎn)速, 從而造成儀表顯示的數(shù)值出現(xiàn)誤差;同時(shí), 當(dāng)流體的溫度和壓力發(fā)生變化時(shí), 會(huì)使管道內(nèi)的液體逸出其所含的空氣或者因管道內(nèi)的壓力低于流體的飽和蒸汽壓而使部分液體變成蒸汽, 也可能因?yàn)榻橘|(zhì)的負(fù)壓使外面的氣體被吸入到管道內(nèi), 但不管什么原因產(chǎn)生的氣體, 只要隨著被測液體進(jìn)行流動(dòng), 就會(huì)造成儀表的指示數(shù)值增大, 從而出現(xiàn)誤差。

  針對以上問題, 筆者認(rèn)為:在流量儀表安裝的初期, 首先在流量儀表的上游和下游各兩倍管徑的管壁上安裝一對測壓口, 必要時(shí)可以與差壓計(jì)相連接。在正常工作時(shí), 記下流量儀表指示的數(shù)值與差壓計(jì)所指示的數(shù)值之間的對比關(guān)系, 如果正常, 則可以將這個(gè)對比關(guān)系當(dāng)作以后再次檢查流量儀表工作狀態(tài)的依據(jù)。例如, 通過定期對該對比關(guān)系進(jìn)行測量, 如果發(fā)現(xiàn)在同樣的差壓計(jì)指示值下流量儀表所指示的數(shù)值偏小, 則基本上可以確定是流量儀表出現(xiàn)了故障。當(dāng)檢查流量儀表的傳感器時(shí), 可以先對發(fā)信器進(jìn)行檢查。
  將發(fā)信器單獨(dú)取下, 先對其輸入一個(gè)已知的信號(hào), 再對照其輸出值, 通過對比即可找到問題所在。如果故障無法在短時(shí)間內(nèi)予以排除, 為了保證流量儀表的正常使用, 可以換上一個(gè)新的。如果傳感器沒有出現(xiàn)故障, 則就要將流量儀表從流程管線上卸下來, 對其進(jìn)行仔細(xì)的檢查。如果流量儀表不可避免地要安裝在雜質(zhì)比較多的流體或有可能產(chǎn)生氣體的液體中時(shí), 可以在其上游安裝一個(gè)過濾器或者消氣器, 同時(shí)還要加強(qiáng)日常的檢測和維護(hù), 定期清理這些設(shè)備中的污垢和廢氣, 以確保流量儀表的正常使用。

結(jié)束語：

  總而言之, 影響流量儀表度的原因很多, 我們只有從實(shí)際出發(fā), 充分發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性, 積極探索創(chuàng)新和維護(hù)方法, 才能保證流量儀表的正常運(yùn)行。